中级
30 分钟

使用LM48100Q-Q1和ATmega328P体验前所未有的音乐

准备摇滚吧!

StereoAmp Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 25, 2024

点击板

StereoAmp Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328P

通过将先进的音频放大器集成到您的嵌入式解决方案中,走在竞争前沿。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

StereoAmp Click基于两个LM48100Q芯片,这是来自德州仪器的Boomer单声道音频功率放大器,具有输出故障检测和音量控制功能。放大器的输入可以混合/多路复用到设备的输出。每个输入都有自己独立的32级音量控制。每个放大器都具有短路和热保护、先进的点击和爆音抑制以及高PSRR。StereoAmp Click配备了一个3.5mm音频插孔作为输入,以及两对螺丝端子作为输出,用于连接无源扬声器。每个放大器用于一个声道,左声道或右声道。放大器设计为差分驱动负载,这种配置更为人熟知的是桥联负载(BTL)。BTL是一种输出配置,

其中扬声器连接(桥接)在两个音频放大器输出之间。在单端配置中,负载的一侧连接到地。这里两个声道都连接了,但一个声道具有反相信号。与单端配置相比,BTL在负载(扬声器)上具有两倍的电压摆动。加倍的电压摆动意味着向扬声器提供四倍的功率。这对于由于电池大小而具有较低供电电压的应用和设备是理想的。输出故障检测系统可以感知负载条件,保护设备在短路事件期间,并检测开路条件。LM48100Q-Q1输出故障诊断通过I2C接口控制。此外,IC具有可通过I2C选择的低功率关断模式,将设备关闭,将电流消耗降至

0.01μA。StereoAmp Click使用标准的只写2-Wire I2C接口与主机MCU通信,支持高达400KHz的时钟速率。有两个故障检测引脚,根据左声道或右声道标记为FLL和FLR。如果发生故障条件,这些引脚将变为逻辑低电平。这个Click板™可以使用通过PWR SEL跳线选择的3.3V或5V逻辑电压电平进行操作。这样,既支持3.3V又支持5V的MCU可以正确使用通信线。然而,Click板™配备了一个包含易于使用的函数和示例代码的库,可以用作进一步开发的参考。

StereoAmp Click hardware overview image

功能概述

开发板

Arduino UNO 是围绕 ATmega328P 芯片构建的多功能微控制器板。它为各种项目提供了广泛的连接选项,具有 14 个数字输入/输出引脚,其中六个支持 PWM 输出,以及六个模拟输入。其核心组件包括一个 16MHz 的陶瓷谐振器、一个 USB 连接器、一个电

源插孔、一个 ICSP 头和一个复位按钮,提供了为板 子供电和编程所需的一切。UNO 可以通过 USB 连接到计算机,也可以通过 AC-to-DC 适配器或电池供电。作为第一个 USB Arduino 板,它成为 Arduino 平台的基准,"Uno" 符号化其作为系列首款产品的地

位。这个名称选择,意为意大利语中的 "一",是为了 纪念 Arduino Software(IDE)1.0 的推出。最初与 Arduino Software(IDE)版本1.0 同时推出,Uno 自此成为后续 Arduino 发布的基础模型,体现了该平台的演进。

Arduino UNO Rev3 double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

AVR

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

Microchip

引脚数

28

RAM (字节)

2048

你完善了我!

配件

Click Shield for Arduino UNO 具有两个专有的 mikroBUS™ 插座,使所有 Click board™ 设备能够轻松与 Arduino UNO 板进行接口连接。Arduino UNO 是一款基于 ATmega328P 的微控制器开发板,为用户提供了一种经济实惠且灵活的方式来测试新概念并构建基于 ATmega328P 微控制器的原型系统,结合了性能、功耗和功能的多种配置选择。Arduino UNO 具有 14 个数字输入/输出引脚(其中 6 个可用作 PWM 输出)、6 个模拟输入、16 MHz 陶瓷谐振器(CSTCE16M0V53-R0)、USB 接口、电源插座、ICSP 头和复位按钮。大多数 ATmega328P 微控制器的引脚都连接到开发板左右两侧的 IO 引脚,然后再连接到两个 mikroBUS™ 插座。这款 Click Shield 还配备了多个开关,可执行各种功能,例如选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平,以及选择 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换电压转换器使用任何 Click board™,无论 Click board™ 运行在 3.3V 还是 5V 逻辑电压电平。一旦将 Arduino UNO 板与 Click Shield for Arduino UNO 连接,用户即可访问数百种 Click board™,并兼容 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的设备。

Click Shield for Arduino UNO accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Left Channel Fault Detection
PC0
AN
NC
NC
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Right Channel Fault Detection
PC3
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PC5
SCL
I2C Data
PC4
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

StereoAmp Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Arduino UNO Rev3作为您的开发板开始。

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly
Arduino UNO Rev3 front image hardware assembly
Charger 27 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Charger 27 Click complete accessories setup image hardware assembly
Arduino UNO Rev3 Access MB 1 - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Arduino UNO MCU Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

这个库包含了StereoAmp Click驱动程序的API。

关键函数:

  • stereoamp_set_power_on - 通过写入StereoAmp Click上的LM48100Q-Q1芯片的Mode Control寄存器地址,将两个通道的电源打开。

  • stereoamp_set_volume - 通过写入StereoAmp Click上的LM48100Q-Q1芯片的Volume Control寄存器地址,设置两个通道的音量。

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * \file 
 * \brief StereoAmp Click example
 * 
 * # Description
 * This is an example which demonstrates the use of StereoAmp Click board -
 * stereo amplifier and is ideal for battery operated devices or as a lab amplifier.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Application Init performs Logger and Click initialization.
 * 
 * ## Application Task  
 * This examples first set volume level 20 of 31 ( gain: 1,5 dB ) for 10 seconds. 
 * After that, we increase the volume to level 10 ( gain: -13,5 dB ) for the next 10 seconds. 
 * Results are being sent to the UART Terminal where you can track their changes.
 *  
 * \author Mihajlo Djordjevic
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "stereoamp.h"

// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES

static stereoamp_t stereoamp;
static log_t logger;

// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    stereoamp_cfg_t cfg;

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, "---- Application Init ----" );
    Delay_ms ( 500 );

    //  Click initialization.

    stereoamp_cfg_setup( &cfg );
    STEREOAMP_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    stereoamp_init( &stereoamp, &cfg );
    
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, " ---  StereoAmp Click --- \r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    Delay_ms ( 1000 );
    
    stereoamp_default_cfg( &stereoamp );
    Delay_ms ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, "         Power  On        \r\n" );
    stereoamp_set_power_on( &stereoamp );
    Delay_ms ( 500 );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    
    log_printf( &logger, "     Set Volume: -80dB    \r\n" );
    stereoamp_set_volume( &stereoamp, STEREOAMP_GAIN_NEG_80dB );
    Delay_ms ( 500 );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    
    log_printf( &logger, "       Enable Fault       \r\n" );
    stereoamp_enable_fault( &stereoamp );
    Delay_ms ( 500 );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    
    log_printf( &logger, "     Enable Diagnostic    \r\n" );
    stereoamp_enable_diagnostic( &stereoamp );
    Delay_ms ( 500 );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    
    log_printf( &logger, " -- Initialization done --\r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    Delay_ms ( 500 );
    
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, " -----  Play  Music ----- \r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    Delay_ms ( 500 );
}

void application_task ( void )
{
    log_printf( &logger, "        Gain 1.5 dB        \r\n" );
    stereoamp_set_volume( &stereoamp, STEREOAMP_GAIN_1_5dB );
    Delay_ms ( 10000 );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    
    log_printf( &logger, "        Gain -13.5 dB      \r\n" );
    stereoamp_set_volume( &stereoamp, STEREOAMP_GAIN_NEG_13_5dB );
    Delay_ms ( 10000 );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

    for ( ; ; )
    {
        application_task( );
    }
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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